l 概述
隨著我國(guó)燃?xì)庑袠I(yè)的加速發(fā)展，管道燃?xì)庥脩舨粩嘣黾?，現(xiàn)行燃?xì)赓M(fèi)回收仍然是采用查表員按月入戶查表，人工收費(fèi)的辦法。目前查表員月入戶定額在1500戶～2500戶之間，沈陽(yáng)市燃?xì)鈶舸蠹s在100萬(wàn)戶左右，查表員則需近400～600人，其工作強(qiáng)度大，效率低且工資、福利及設(shè)施管理費(fèi)用增加。該辦法收費(fèi)使得企業(yè)在燃?xì)赓?gòu)銷結(jié)算上不同步，占用企業(yè)大量資金。
此外人情抄表，人情收費(fèi)，人為竊氣，煤氣表故障漏氣更使燃?xì)夤镜娜細(xì)鈸p失率越來(lái)越大。為解決上述問(wèn)題，燃?xì)庑袠I(yè)出現(xiàn)了各種新的技術(shù)和管理辦法。如IC卡煤氣表、代碼表以實(shí)現(xiàn)燃?xì)忸A(yù)收費(fèi)；銀行的“一卡通”實(shí)現(xiàn)銀行自動(dòng)代交費(fèi)；采用POS機(jī)現(xiàn)場(chǎng)抄表收費(fèi)；采用遠(yuǎn)程集中抄表技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不進(jìn)戶抄表功能等。
本文對(duì)IC卡表計(jì)運(yùn)行中存在的問(wèn)題、脈沖式和直讀式遠(yuǎn)傳表的工作原理及性能進(jìn)行論述，認(rèn)為在所有的遠(yuǎn)傳表計(jì)方案中，采用直讀技術(shù)實(shí)現(xiàn)表計(jì)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳在技術(shù)和實(shí)施性等方面占有最大優(yōu)勢(shì)。
2 IC卡預(yù)收費(fèi)系統(tǒng)的主要問(wèn)題
(1)技術(shù)不成熟，主要表現(xiàn)在它的控制部件質(zhì)量不過(guò)關(guān)，經(jīng)常出現(xiàn)誤報(bào)警。即用戶IC卡中還有足夠的用量，但在使用時(shí)，表會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。且切斷供應(yīng)，造成有卡卻無(wú)法用氣。
(2)隨著電子技術(shù)和微機(jī)的不斷普及和更新，IC卡很容易被解密造成假卡、偽卡情況，這樣就給物業(yè)管理和國(guó)家?guī)?lái)巨大的損失。很難想象一種卡可以在長(zhǎng)達(dá)8年的時(shí)間里進(jìn)行交易活動(dòng)。
(3)售后服務(wù)難以解決，如IC卡表的電池問(wèn)題，是困擾用戶和行業(yè)管理者的心病。電池的壽命最為擔(dān)憂，如果10萬(wàn)用戶卡表2、3年后需要更換電池的話，先不考慮材料成本，其浩大的維護(hù)工程以及用戶與企業(yè)間將存在很大的矛盾。
(4)IC卡表使用中帶有某種私有特性，由于其抗干擾能力弱，質(zhì)量問(wèn)題表現(xiàn)突出。其讀寫卡部分易受外界攻擊，造成控制系統(tǒng)失效，并且難以取證認(rèn)定，極易發(fā)生用戶與企業(yè)的糾紛。
(5)難以上網(wǎng)抄表讀表計(jì)數(shù)據(jù)，更不能實(shí)現(xiàn)整個(gè)小區(qū)的自動(dòng)抄收銀行收款的管理模式。
(6)其價(jià)格高、壽命短、綜合效益差、使用風(fēng)險(xiǎn)大。
(7)服務(wù)角色倒置，社會(huì)形象下降。由原入戶查表的服務(wù)改為坐堂收費(fèi)，使原本屬于售賣方提供的服務(wù)變成消費(fèi)者自己承擔(dān)的勞動(dòng)。若卡式表收費(fèi)網(wǎng)點(diǎn)過(guò)少，用戶交費(fèi)必然不便；若增多，將加重企業(yè)的投資和管理負(fù)擔(dān)。
3 遠(yuǎn)傳表(脈沖表、直讀表)和抄表系統(tǒng)
遠(yuǎn)傳表是利用電子技術(shù)和傳感技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)煤氣表加以改進(jìn)，即能直觀顯示相關(guān)能耗計(jì)量數(shù)據(jù)，又能輸出信號(hào)或數(shù)據(jù)的新型計(jì)量表具。
目前使用的遠(yuǎn)傳表有兩代產(chǎn)品：脈沖表和直讀表，對(duì)應(yīng)兩種遠(yuǎn)傳表分別有不同的抄表系統(tǒng)。
3．1脈沖式遠(yuǎn)傳煤氣抄表
在表計(jì)的計(jì)數(shù)盤上加裝磁鐵，如磁鐵安裝在計(jì)數(shù)盤(例如0．01m3)位上，在其附近安裝干簧管，當(dāng)轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，磁鐵經(jīng)過(guò)干簧管一次即產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)一脈沖，對(duì)應(yīng)0．0lm3，由外部的采集器提供電源并采集累計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，通過(guò)公式(用氣量=脈沖數(shù)×每個(gè)脈沖代表的氣量)計(jì)算用氣量。
3．2直讀式智能遠(yuǎn)傳煤氣表
3．2．1工作原理分析
直讀式智能遠(yuǎn)傳煤氣表是在皮膜式煤氣表的機(jī)械計(jì)度器上，即字輪0～9位置的邊緣印刷特定標(biāo)記；在外圍固定光電傳感器及相關(guān)電路，工作時(shí)由集中器或手操器供電，通過(guò)光電傳感器判斷字輪各種集位置的“有”和“無(wú)”的狀態(tài)，通過(guò)組合判斷獲得字輪的讀數(shù)(表計(jì)的窗口值)，并傳送到集中器或手操器。
a．傳感器與基表的傳動(dòng)裝置如齒輪、字輪等沒(méi)有任何機(jī)械接觸。也沒(méi)有機(jī)械動(dòng)作，在選定的皮膜式煤氣表?yè)Q上符合標(biāo)準(zhǔn)的特別計(jì)度器，此項(xiàng)工作由計(jì)量站自行改裝、校驗(yàn)即可完成。特別適合將來(lái)煤氣表?yè)Q輪改造。
b．其信號(hào)發(fā)生原理是光電方式，生成的是數(shù)字信號(hào)。與生成模擬信號(hào)相比，不會(huì)出現(xiàn)因濕度或時(shí)間造成的器件參數(shù)漂移產(chǎn)生的誤差，其系統(tǒng)穩(wěn)定性更強(qiáng)。
c．防盜、防破壞、防誤發(fā)信號(hào)措施，該表計(jì)只在讀表瞬間通電工作，直接讀取表計(jì)窗口值，不用累計(jì)脈沖換算，而且其傳送數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加密處理。所以其連接線被破壞后可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，恢復(fù)后讀到的仍是表計(jì)窗口值，不用設(shè)置參數(shù)和底數(shù)；該數(shù)據(jù)不會(huì)被其它非法系統(tǒng)讀取，系統(tǒng)也不會(huì)接受非法數(shù)據(jù)來(lái)源；采用加密和冗錯(cuò)技術(shù)，可有效防止誤碼現(xiàn)象，同時(shí)保證傳感器部分損壞情況下仍然能夠讀出正確的數(shù)據(jù)，如傳感已損壞到無(wú)法讀出正確的數(shù)據(jù)的程度，其提示故障，不會(huì)發(fā)生誤碼。
d．防磁功能：表計(jì)內(nèi)的直讀傳感器平時(shí)不工作不通電，只在讀表瞬間帶電工作，并且讀取的是數(shù)字信號(hào)，不受磁性影響。
3．2．2傳輸原理分析
直讀傳感器的數(shù)據(jù)傳輸采用M-BUS總線方式通訊。
a.M-BUS(Meter-BUS，ENl434-3)是消費(fèi)類儀表國(guó)際通行標(biāo)準(zhǔn)。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹(shù)型總線結(jié)構(gòu)。采用普通的兩芯電纜連接，同時(shí)完成提供表計(jì)電源和數(shù)據(jù)通信的功能。
b．M-BUS總線在連接時(shí)不用區(qū)分極性，可按照任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)布線施工，其施工成本和難度大大下降。
c．M-BUS總線的工作電壓為20V～30V，驅(qū)動(dòng)能力達(dá)到300mA，通訊長(zhǎng)度可達(dá)到100m，通訊速率為2400bps。一根總線可掛100塊以上的表計(jì)。
d．M-BUS總線具有良好的開(kāi)放性，可與國(guó)外表計(jì)直接接口。如美國(guó)西門子熱量表，德國(guó)荷德魯美特?zé)崃勘怼?br>3．2．3采集原理分析
智能直讀表計(jì)的數(shù)據(jù)通過(guò)集中器或手持器裝置采集。
a．集中器或手持器內(nèi)部具有電源模塊，通過(guò)繼電器控制給M-BUS總線供電。表計(jì)通過(guò)M-BUS總線連接到集中器或手持器，當(dāng)進(jìn)行抄表工作時(shí)，首先控制接通M-BUS電源，此時(shí)總線上的智能直讀表計(jì)通電，CPU根據(jù)表計(jì)的地址碼分別讀取表記數(shù)據(jù)。
b．集中器具有4個(gè)M-BUS通道，每通道可以接入60塊智能直讀表計(jì)。手持器具有1個(gè)M-BUS通道，可接入80塊表計(jì)。
c．讀取一只表數(shù)據(jù)的時(shí)間小于1s。集中器最小讀表周期為5min。
d．具有斷線檢測(cè)功能：智能直讀表計(jì)的M-BUS總線被剪斷后，不影響表計(jì)的正常計(jì)量，集中器或手持器讀表時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在重新接好線后，再次讀表，就是表計(jì)的當(dāng)前窗口值。不需要重新置入和修改參數(shù)、底數(shù)等維護(hù)。
e．具有短路防護(hù)功能：M-BUS總線短路后，集中器自動(dòng)保護(hù)不會(huì)燒壞，并形成報(bào)警事件，上報(bào)到抄表主站提醒人員檢修。短路修復(fù)后，集中器自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。
f．具有國(guó)內(nèi)獨(dú)有的雙重防護(hù)和自環(huán)自愈功能，即總線的兩端分別接入集中器的兩個(gè)不同端口，在總線任意位置開(kāi)路時(shí)，系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，集中器仍然可以讀到所有的表計(jì)，并且可判斷出開(kāi)路位置，為檢修提供了方便。
3．2．4環(huán)境應(yīng)用分析
a．應(yīng)用于室外時(shí)的防雷措施。本系統(tǒng)采用先進(jìn)的二次電源技術(shù)、濾波技術(shù)及輸入出回路的屏蔽與隔離技術(shù)等，可有效阻塞串模、共模干擾的耦合通道；采用防過(guò)壓、防過(guò)流措施以及合理設(shè)計(jì)接地泄放回路等措施，大大提高了裝置的抗雷擊和浪涌能力。
b．防潮、防水措施。全部電子部分表面包括接口處均采用三防漆(絕緣、防水、防霉)噴涂。保證直接電子部分在潮濕和有水環(huán)境下均能正常工作。
c．防凍措施。表內(nèi)的直讀電子部分的正常工作環(huán)境是0～+50℃，為了適應(yīng)更廣的運(yùn)行環(huán)境，我們對(duì)電子部分進(jìn)行處理，在-20℃和+80℃情況下，電子部分仍能正常工作。
4 直讀式表計(jì)與其它表計(jì)比較
4．1讀表準(zhǔn)確性方面
直讀技術(shù)就是直接讀取表計(jì)的計(jì)度器碼盤數(shù)字即“窗口值”，無(wú)誤差。就像人眼看了表計(jì)讀數(shù)一下，或照相機(jī)照了表計(jì)窗口一下。直讀和脈沖這兩種技術(shù)的最終表現(xiàn)的結(jié)果差異很大。顯然，直讀技術(shù)只有無(wú)效數(shù)據(jù)和正確數(shù)據(jù)兩種現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)無(wú)效數(shù)據(jù)時(shí)需要重讀，重讀仍然無(wú)效，可以判定為斷線、表內(nèi)M-BUS故障、通訊誤碼。由嚴(yán)密編碼原理和容錯(cuò)技術(shù)保障，不會(huì)出現(xiàn)讀錯(cuò)數(shù)據(jù)現(xiàn)象。
而脈沖累計(jì)換算的關(guān)鍵在于脈沖數(shù)是否累計(jì)準(zhǔn)確。脈沖從產(chǎn)生到統(tǒng)計(jì)過(guò)程中受到干擾的因素太多，現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)際環(huán)境無(wú)法保證其統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確。如干簧管的抖動(dòng)，脈沖傳輸線路上的電磁干擾(脈沖一般為+5V)。目前，IC卡表計(jì)采用的就是脈沖方式，其問(wèn)題集中表現(xiàn)在累計(jì)數(shù)據(jù)與表計(jì)窗口值不一致，造成與用戶交費(fèi)時(shí)糾紛。
4．2電源和壽命方面
對(duì)于煤氣表來(lái)講，本身的工作原理都是機(jī)械運(yùn)動(dòng)不需要電源。脈沖采集的儀表必須提供一個(gè)連續(xù)的、固定的穩(wěn)壓電源，這樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對(duì)電源的依賴太強(qiáng)。一旦電源故障，累計(jì)的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失，重新恢復(fù)時(shí)就需要重置入底數(shù)和參數(shù)。由于不間斷的連續(xù)工作，干簧管、霍爾元件、光電管等產(chǎn)品的壽命很難保證長(zhǎng)達(dá)6年～8年的正常工作。采用電池供電的IC卡表的壽命就更難保證了。這也是IC卡壽命短的致命原因之一。
智能直讀式表計(jì)從原理上改變了表計(jì)工作時(shí)對(duì)電源依賴。讀表傳感器平時(shí)不讀表時(shí)不通電，不影響表計(jì)的正常計(jì)量和讀數(shù)的準(zhǔn)確性。需要讀表時(shí)通電1s即可。這樣，我們對(duì)電源的要求也降低了，不要求電源24h通電工作，只在讀表時(shí)可靠工作。所以對(duì)工作電源以及后備電源的投資就減少了，由于讀表電子部分平時(shí)不通電工作，在表計(jì)正常使用的6年～8年內(nèi)其有效工作時(shí)間不過(guò)幾小時(shí)，所以直讀表的電子部分的壽命相對(duì)于表計(jì)本身壽命而言，可以認(rèn)為是長(zhǎng)生不老了。
脈沖表計(jì)、IC卡、TM卡、代碼表計(jì)等都屬于脈沖技術(shù)的變形，他們共同的特點(diǎn)都是要求連續(xù)采集，要求24h不間斷工作，因此采用后備電源的方式都有致命的缺陷。
4．3運(yùn)行可靠性和日常維護(hù)方面
(1)脈沖技術(shù)的表計(jì)為了保持遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)和表上機(jī)械讀數(shù)的一致，需要經(jīng)常重新置入窗口值，運(yùn)行環(huán)境好的系統(tǒng)半年一次，環(huán)境差的三個(gè)月修正一次。否則這種累計(jì)誤差會(huì)越來(lái)越大。同時(shí)，電源、采集器等設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，恢復(fù)時(shí)需要重新入戶抄表計(jì)底數(shù)置入采集器中。
(2)對(duì)于IC卡等表計(jì)一旦故障(CPU死機(jī)、欠費(fèi)、低電壓、受干擾等)或誤動(dòng)、閥門就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉給用戶使用造成不便。另外，IC卡等表的技術(shù)一般兩年就已落后，容易造成假卡、偽卡機(jī)會(huì)。還有一種全數(shù)字顯示的表計(jì)，其一旦故障，用戶使用過(guò)的用量全部丟失，給用戶和企業(yè)帶來(lái)新的糾紛。
對(duì)于直讀式表計(jì)來(lái)講，以上問(wèn)題都很容易解決。如電子裝置故障時(shí)，首先不影響表計(jì)的正常計(jì)量，抄表操作時(shí)立即可以發(fā)現(xiàn)，可提醒物業(yè)公司或企業(yè)部門根據(jù)故障信息及時(shí)處理。所換新表只需要正常進(jìn)行一次抄表即可，在抄表中心的數(shù)據(jù)庫(kù)修改一下?lián)Q表記錄。另外，表計(jì)電子部分平時(shí)不工作，斷電氣、閥門等控制裝置沒(méi)有電源，不會(huì)因?yàn)槭芨蓴_而產(chǎn)生誤動(dòng)。
所以，直讀式表計(jì)的運(yùn)行可靠性更高，日常維護(hù)量最小。同時(shí)對(duì)于維護(hù)人員要求最低。
5 直讀表計(jì)質(zhì)量和采集傳輸精度分析
直讀表計(jì)電子部分安裝在表計(jì)內(nèi)部，與表計(jì)的計(jì)讀器轉(zhuǎn)動(dòng)部分(齒輪、字輪)沒(méi)有機(jī)械接觸，也沒(méi)有機(jī)械動(dòng)作，不影響原有的計(jì)量精度和性能指標(biāo)。同時(shí)不改變?cè)硗庑?。其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，表廠均能自行組裝、校驗(yàn)。
智能直讀式表計(jì)的產(chǎn)品質(zhì)量分別由電子部分的生產(chǎn)廠家和基表廠家來(lái)共同保證。因?yàn)橹弊x電子部分的工作與否與計(jì)量無(wú)關(guān)，一旦有問(wèn)題可以立即判明；表計(jì)本身的質(zhì)量只與其制造、工藝、校驗(yàn)過(guò)程有關(guān)，與電子部分無(wú)關(guān)。出現(xiàn)問(wèn)題很容易區(qū)分，不會(huì)出現(xiàn)扯皮現(xiàn)象。脈沖技術(shù)的系統(tǒng)往往出現(xiàn)問(wèn)題后很難界定是表計(jì)的問(wèn)題還是系統(tǒng)的問(wèn)題。
對(duì)于直讀式表計(jì)采言，采集精度和傳輸精度的問(wèn)題比較簡(jiǎn)單。直讀式表計(jì)采集的精度只與用戶要求的讀數(shù)最小單位有關(guān)。日常用氣的結(jié)算m3為最小單位。所以根據(jù)行業(yè)抄表的規(guī)律我們?cè)O(shè)計(jì)直讀式表計(jì)的讀表最低位為m3。對(duì)于傳輸來(lái)講，沒(méi)有傳輸精度的概念。因?yàn)橹弊x表計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)是由通訊協(xié)議保障的數(shù)字信號(hào)，一旦傳輸過(guò)程中有干擾出現(xiàn)錯(cuò)誤，通訊規(guī)約的校驗(yàn)機(jī)制會(huì)自動(dòng)處理判定為誤碼，不進(jìn)行處理，并報(bào)告需要重新通訊。這樣保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性。
脈沖信號(hào)在傳輸過(guò)程中是電子平信號(hào)，電平信號(hào)是模擬量，沒(méi)有方法能完全保證該信號(hào)在傳輸過(guò)程牛的可靠性和正確性(干擾也是脈沖信號(hào))。
6 智能直讀表計(jì)安裝和使用的便捷性分析
智能直讀式表計(jì)的外觀與原表計(jì)一樣，僅多了一根2芯線。其安裝方式和普通表完全一致。不需要特殊、專用工具和專業(yè)人員。
2芯線與遠(yuǎn)傳信號(hào)線的連接不分極性和順序，只要不短路即可。所以施工較為簡(jiǎn)單。
在施工材料方面，直讀式抄表系統(tǒng)中對(duì)線纜的要求較低，只要RVV2×O．5／0．75的普通兩芯電纜就可以。由于是總線連接方式，連接處不需要特殊的接線盒，只要普通的86接線盒就可以。這樣的施工，其工程定額比脈沖方式抄表系統(tǒng)少許多，而且材料會(huì)節(jié)省一半以上。在人力、物力節(jié)省的同時(shí)，施工管理成本也大大減少。
在表計(jì)的使用方面：首先，用戶讀表時(shí)沒(méi)有任何障礙，因?yàn)橹弊x裝置安裝在表內(nèi)，比脈沖表外置傳感器的方案優(yōu)越。其次，用戶可以自行與抄表中心核對(duì)數(shù)據(jù)。避免數(shù)據(jù)誤差給用戶帶來(lái)不滿。第三，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和校驗(yàn)表計(jì)時(shí)，只須手持器連接到2芯線上就能直接讀出表數(shù)。
對(duì)于物業(yè)管理而言，表計(jì)的運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單。一旦表計(jì)遠(yuǎn)抄不出數(shù)據(jù)，可判斷該表斷線或故障，如檢查連線正常則判定直讀裝置故障。若遠(yuǎn)程抄表正常而數(shù)據(jù)變化緩慢或不變化，可懷疑是否表計(jì)量故障。以上故障判別簡(jiǎn)單，可由計(jì)算機(jī)輔助判別，幫助維護(hù)人員盡快查明故障。對(duì)于故障表計(jì)處理只需換表。更換下來(lái)的故障表計(jì)可以退回表計(jì)生產(chǎn)廠家，由廠家維修處理。
由于直讀式抄表系統(tǒng)與直讀式表計(jì)的故障界限分明，不會(huì)出現(xiàn)相互推委的扯皮現(xiàn)象。對(duì)該系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行和維護(hù)提供了技術(shù)上的保障。
隨著我國(guó)燃?xì)庑袠I(yè)的加速發(fā)展，管道燃?xì)庥脩舨粩嘣黾?，現(xiàn)行燃?xì)赓M(fèi)回收仍然是采用查表員按月入戶查表，人工收費(fèi)的辦法。目前查表員月入戶定額在1500戶～2500戶之間，沈陽(yáng)市燃?xì)鈶舸蠹s在100萬(wàn)戶左右，查表員則需近400～600人，其工作強(qiáng)度大，效率低且工資、福利及設(shè)施管理費(fèi)用增加。該辦法收費(fèi)使得企業(yè)在燃?xì)赓?gòu)銷結(jié)算上不同步，占用企業(yè)大量資金。
此外人情抄表，人情收費(fèi)，人為竊氣，煤氣表故障漏氣更使燃?xì)夤镜娜細(xì)鈸p失率越來(lái)越大。為解決上述問(wèn)題，燃?xì)庑袠I(yè)出現(xiàn)了各種新的技術(shù)和管理辦法。如IC卡煤氣表、代碼表以實(shí)現(xiàn)燃?xì)忸A(yù)收費(fèi)；銀行的“一卡通”實(shí)現(xiàn)銀行自動(dòng)代交費(fèi)；采用POS機(jī)現(xiàn)場(chǎng)抄表收費(fèi)；采用遠(yuǎn)程集中抄表技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不進(jìn)戶抄表功能等。
本文對(duì)IC卡表計(jì)運(yùn)行中存在的問(wèn)題、脈沖式和直讀式遠(yuǎn)傳表的工作原理及性能進(jìn)行論述，認(rèn)為在所有的遠(yuǎn)傳表計(jì)方案中，采用直讀技術(shù)實(shí)現(xiàn)表計(jì)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳在技術(shù)和實(shí)施性等方面占有最大優(yōu)勢(shì)。
2 IC卡預(yù)收費(fèi)系統(tǒng)的主要問(wèn)題
(1)技術(shù)不成熟，主要表現(xiàn)在它的控制部件質(zhì)量不過(guò)關(guān)，經(jīng)常出現(xiàn)誤報(bào)警。即用戶IC卡中還有足夠的用量，但在使用時(shí)，表會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。且切斷供應(yīng)，造成有卡卻無(wú)法用氣。
(2)隨著電子技術(shù)和微機(jī)的不斷普及和更新，IC卡很容易被解密造成假卡、偽卡情況，這樣就給物業(yè)管理和國(guó)家?guī)?lái)巨大的損失。很難想象一種卡可以在長(zhǎng)達(dá)8年的時(shí)間里進(jìn)行交易活動(dòng)。
(3)售后服務(wù)難以解決，如IC卡表的電池問(wèn)題，是困擾用戶和行業(yè)管理者的心病。電池的壽命最為擔(dān)憂，如果10萬(wàn)用戶卡表2、3年后需要更換電池的話，先不考慮材料成本，其浩大的維護(hù)工程以及用戶與企業(yè)間將存在很大的矛盾。
(4)IC卡表使用中帶有某種私有特性，由于其抗干擾能力弱，質(zhì)量問(wèn)題表現(xiàn)突出。其讀寫卡部分易受外界攻擊，造成控制系統(tǒng)失效，并且難以取證認(rèn)定，極易發(fā)生用戶與企業(yè)的糾紛。
(5)難以上網(wǎng)抄表讀表計(jì)數(shù)據(jù)，更不能實(shí)現(xiàn)整個(gè)小區(qū)的自動(dòng)抄收銀行收款的管理模式。
(6)其價(jià)格高、壽命短、綜合效益差、使用風(fēng)險(xiǎn)大。
(7)服務(wù)角色倒置，社會(huì)形象下降。由原入戶查表的服務(wù)改為坐堂收費(fèi)，使原本屬于售賣方提供的服務(wù)變成消費(fèi)者自己承擔(dān)的勞動(dòng)。若卡式表收費(fèi)網(wǎng)點(diǎn)過(guò)少，用戶交費(fèi)必然不便；若增多，將加重企業(yè)的投資和管理負(fù)擔(dān)。
3 遠(yuǎn)傳表(脈沖表、直讀表)和抄表系統(tǒng)
遠(yuǎn)傳表是利用電子技術(shù)和傳感技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)煤氣表加以改進(jìn)，即能直觀顯示相關(guān)能耗計(jì)量數(shù)據(jù)，又能輸出信號(hào)或數(shù)據(jù)的新型計(jì)量表具。
目前使用的遠(yuǎn)傳表有兩代產(chǎn)品：脈沖表和直讀表，對(duì)應(yīng)兩種遠(yuǎn)傳表分別有不同的抄表系統(tǒng)。
3．1脈沖式遠(yuǎn)傳煤氣抄表
在表計(jì)的計(jì)數(shù)盤上加裝磁鐵，如磁鐵安裝在計(jì)數(shù)盤(例如0．01m3)位上，在其附近安裝干簧管，當(dāng)轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，磁鐵經(jīng)過(guò)干簧管一次即產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)一脈沖，對(duì)應(yīng)0．0lm3，由外部的采集器提供電源并采集累計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，通過(guò)公式(用氣量=脈沖數(shù)×每個(gè)脈沖代表的氣量)計(jì)算用氣量。
3．2直讀式智能遠(yuǎn)傳煤氣表
3．2．1工作原理分析
直讀式智能遠(yuǎn)傳煤氣表是在皮膜式煤氣表的機(jī)械計(jì)度器上，即字輪0～9位置的邊緣印刷特定標(biāo)記；在外圍固定光電傳感器及相關(guān)電路，工作時(shí)由集中器或手操器供電，通過(guò)光電傳感器判斷字輪各種集位置的“有”和“無(wú)”的狀態(tài)，通過(guò)組合判斷獲得字輪的讀數(shù)(表計(jì)的窗口值)，并傳送到集中器或手操器。
a．傳感器與基表的傳動(dòng)裝置如齒輪、字輪等沒(méi)有任何機(jī)械接觸。也沒(méi)有機(jī)械動(dòng)作，在選定的皮膜式煤氣表?yè)Q上符合標(biāo)準(zhǔn)的特別計(jì)度器，此項(xiàng)工作由計(jì)量站自行改裝、校驗(yàn)即可完成。特別適合將來(lái)煤氣表?yè)Q輪改造。
b．其信號(hào)發(fā)生原理是光電方式，生成的是數(shù)字信號(hào)。與生成模擬信號(hào)相比，不會(huì)出現(xiàn)因濕度或時(shí)間造成的器件參數(shù)漂移產(chǎn)生的誤差，其系統(tǒng)穩(wěn)定性更強(qiáng)。
c．防盜、防破壞、防誤發(fā)信號(hào)措施，該表計(jì)只在讀表瞬間通電工作，直接讀取表計(jì)窗口值，不用累計(jì)脈沖換算，而且其傳送數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加密處理。所以其連接線被破壞后可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，恢復(fù)后讀到的仍是表計(jì)窗口值，不用設(shè)置參數(shù)和底數(shù)；該數(shù)據(jù)不會(huì)被其它非法系統(tǒng)讀取，系統(tǒng)也不會(huì)接受非法數(shù)據(jù)來(lái)源；采用加密和冗錯(cuò)技術(shù)，可有效防止誤碼現(xiàn)象，同時(shí)保證傳感器部分損壞情況下仍然能夠讀出正確的數(shù)據(jù)，如傳感已損壞到無(wú)法讀出正確的數(shù)據(jù)的程度，其提示故障，不會(huì)發(fā)生誤碼。
d．防磁功能：表計(jì)內(nèi)的直讀傳感器平時(shí)不工作不通電，只在讀表瞬間帶電工作，并且讀取的是數(shù)字信號(hào)，不受磁性影響。
3．2．2傳輸原理分析
直讀傳感器的數(shù)據(jù)傳輸采用M-BUS總線方式通訊。
a.M-BUS(Meter-BUS，ENl434-3)是消費(fèi)類儀表國(guó)際通行標(biāo)準(zhǔn)。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹(shù)型總線結(jié)構(gòu)。采用普通的兩芯電纜連接，同時(shí)完成提供表計(jì)電源和數(shù)據(jù)通信的功能。
b．M-BUS總線在連接時(shí)不用區(qū)分極性，可按照任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)布線施工，其施工成本和難度大大下降。
c．M-BUS總線的工作電壓為20V～30V，驅(qū)動(dòng)能力達(dá)到300mA，通訊長(zhǎng)度可達(dá)到100m，通訊速率為2400bps。一根總線可掛100塊以上的表計(jì)。
d．M-BUS總線具有良好的開(kāi)放性，可與國(guó)外表計(jì)直接接口。如美國(guó)西門子熱量表，德國(guó)荷德魯美特?zé)崃勘怼?br>3．2．3采集原理分析
智能直讀表計(jì)的數(shù)據(jù)通過(guò)集中器或手持器裝置采集。
a．集中器或手持器內(nèi)部具有電源模塊，通過(guò)繼電器控制給M-BUS總線供電。表計(jì)通過(guò)M-BUS總線連接到集中器或手持器，當(dāng)進(jìn)行抄表工作時(shí)，首先控制接通M-BUS電源，此時(shí)總線上的智能直讀表計(jì)通電，CPU根據(jù)表計(jì)的地址碼分別讀取表記數(shù)據(jù)。
b．集中器具有4個(gè)M-BUS通道，每通道可以接入60塊智能直讀表計(jì)。手持器具有1個(gè)M-BUS通道，可接入80塊表計(jì)。
c．讀取一只表數(shù)據(jù)的時(shí)間小于1s。集中器最小讀表周期為5min。
d．具有斷線檢測(cè)功能：智能直讀表計(jì)的M-BUS總線被剪斷后，不影響表計(jì)的正常計(jì)量，集中器或手持器讀表時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在重新接好線后，再次讀表，就是表計(jì)的當(dāng)前窗口值。不需要重新置入和修改參數(shù)、底數(shù)等維護(hù)。
e．具有短路防護(hù)功能：M-BUS總線短路后，集中器自動(dòng)保護(hù)不會(huì)燒壞，并形成報(bào)警事件，上報(bào)到抄表主站提醒人員檢修。短路修復(fù)后，集中器自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。
f．具有國(guó)內(nèi)獨(dú)有的雙重防護(hù)和自環(huán)自愈功能，即總線的兩端分別接入集中器的兩個(gè)不同端口，在總線任意位置開(kāi)路時(shí)，系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，集中器仍然可以讀到所有的表計(jì)，并且可判斷出開(kāi)路位置，為檢修提供了方便。
3．2．4環(huán)境應(yīng)用分析
a．應(yīng)用于室外時(shí)的防雷措施。本系統(tǒng)采用先進(jìn)的二次電源技術(shù)、濾波技術(shù)及輸入出回路的屏蔽與隔離技術(shù)等，可有效阻塞串模、共模干擾的耦合通道；采用防過(guò)壓、防過(guò)流措施以及合理設(shè)計(jì)接地泄放回路等措施，大大提高了裝置的抗雷擊和浪涌能力。
b．防潮、防水措施。全部電子部分表面包括接口處均采用三防漆(絕緣、防水、防霉)噴涂。保證直接電子部分在潮濕和有水環(huán)境下均能正常工作。
c．防凍措施。表內(nèi)的直讀電子部分的正常工作環(huán)境是0～+50℃，為了適應(yīng)更廣的運(yùn)行環(huán)境，我們對(duì)電子部分進(jìn)行處理，在-20℃和+80℃情況下，電子部分仍能正常工作。
4 直讀式表計(jì)與其它表計(jì)比較
4．1讀表準(zhǔn)確性方面
直讀技術(shù)就是直接讀取表計(jì)的計(jì)度器碼盤數(shù)字即“窗口值”，無(wú)誤差。就像人眼看了表計(jì)讀數(shù)一下，或照相機(jī)照了表計(jì)窗口一下。直讀和脈沖這兩種技術(shù)的最終表現(xiàn)的結(jié)果差異很大。顯然，直讀技術(shù)只有無(wú)效數(shù)據(jù)和正確數(shù)據(jù)兩種現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)無(wú)效數(shù)據(jù)時(shí)需要重讀，重讀仍然無(wú)效，可以判定為斷線、表內(nèi)M-BUS故障、通訊誤碼。由嚴(yán)密編碼原理和容錯(cuò)技術(shù)保障，不會(huì)出現(xiàn)讀錯(cuò)數(shù)據(jù)現(xiàn)象。
而脈沖累計(jì)換算的關(guān)鍵在于脈沖數(shù)是否累計(jì)準(zhǔn)確。脈沖從產(chǎn)生到統(tǒng)計(jì)過(guò)程中受到干擾的因素太多，現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)際環(huán)境無(wú)法保證其統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確。如干簧管的抖動(dòng)，脈沖傳輸線路上的電磁干擾(脈沖一般為+5V)。目前，IC卡表計(jì)采用的就是脈沖方式，其問(wèn)題集中表現(xiàn)在累計(jì)數(shù)據(jù)與表計(jì)窗口值不一致，造成與用戶交費(fèi)時(shí)糾紛。
4．2電源和壽命方面
對(duì)于煤氣表來(lái)講，本身的工作原理都是機(jī)械運(yùn)動(dòng)不需要電源。脈沖采集的儀表必須提供一個(gè)連續(xù)的、固定的穩(wěn)壓電源，這樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對(duì)電源的依賴太強(qiáng)。一旦電源故障，累計(jì)的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失，重新恢復(fù)時(shí)就需要重置入底數(shù)和參數(shù)。由于不間斷的連續(xù)工作，干簧管、霍爾元件、光電管等產(chǎn)品的壽命很難保證長(zhǎng)達(dá)6年～8年的正常工作。采用電池供電的IC卡表的壽命就更難保證了。這也是IC卡壽命短的致命原因之一。
智能直讀式表計(jì)從原理上改變了表計(jì)工作時(shí)對(duì)電源依賴。讀表傳感器平時(shí)不讀表時(shí)不通電，不影響表計(jì)的正常計(jì)量和讀數(shù)的準(zhǔn)確性。需要讀表時(shí)通電1s即可。這樣，我們對(duì)電源的要求也降低了，不要求電源24h通電工作，只在讀表時(shí)可靠工作。所以對(duì)工作電源以及后備電源的投資就減少了，由于讀表電子部分平時(shí)不通電工作，在表計(jì)正常使用的6年～8年內(nèi)其有效工作時(shí)間不過(guò)幾小時(shí)，所以直讀表的電子部分的壽命相對(duì)于表計(jì)本身壽命而言，可以認(rèn)為是長(zhǎng)生不老了。
脈沖表計(jì)、IC卡、TM卡、代碼表計(jì)等都屬于脈沖技術(shù)的變形，他們共同的特點(diǎn)都是要求連續(xù)采集，要求24h不間斷工作，因此采用后備電源的方式都有致命的缺陷。
4．3運(yùn)行可靠性和日常維護(hù)方面
(1)脈沖技術(shù)的表計(jì)為了保持遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)和表上機(jī)械讀數(shù)的一致，需要經(jīng)常重新置入窗口值，運(yùn)行環(huán)境好的系統(tǒng)半年一次，環(huán)境差的三個(gè)月修正一次。否則這種累計(jì)誤差會(huì)越來(lái)越大。同時(shí)，電源、采集器等設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，恢復(fù)時(shí)需要重新入戶抄表計(jì)底數(shù)置入采集器中。
(2)對(duì)于IC卡等表計(jì)一旦故障(CPU死機(jī)、欠費(fèi)、低電壓、受干擾等)或誤動(dòng)、閥門就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉給用戶使用造成不便。另外，IC卡等表的技術(shù)一般兩年就已落后，容易造成假卡、偽卡機(jī)會(huì)。還有一種全數(shù)字顯示的表計(jì)，其一旦故障，用戶使用過(guò)的用量全部丟失，給用戶和企業(yè)帶來(lái)新的糾紛。
對(duì)于直讀式表計(jì)來(lái)講，以上問(wèn)題都很容易解決。如電子裝置故障時(shí)，首先不影響表計(jì)的正常計(jì)量，抄表操作時(shí)立即可以發(fā)現(xiàn)，可提醒物業(yè)公司或企業(yè)部門根據(jù)故障信息及時(shí)處理。所換新表只需要正常進(jìn)行一次抄表即可，在抄表中心的數(shù)據(jù)庫(kù)修改一下?lián)Q表記錄。另外，表計(jì)電子部分平時(shí)不工作，斷電氣、閥門等控制裝置沒(méi)有電源，不會(huì)因?yàn)槭芨蓴_而產(chǎn)生誤動(dòng)。
所以，直讀式表計(jì)的運(yùn)行可靠性更高，日常維護(hù)量最小。同時(shí)對(duì)于維護(hù)人員要求最低。
5 直讀表計(jì)質(zhì)量和采集傳輸精度分析
直讀表計(jì)電子部分安裝在表計(jì)內(nèi)部，與表計(jì)的計(jì)讀器轉(zhuǎn)動(dòng)部分(齒輪、字輪)沒(méi)有機(jī)械接觸，也沒(méi)有機(jī)械動(dòng)作，不影響原有的計(jì)量精度和性能指標(biāo)。同時(shí)不改變?cè)硗庑?。其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，表廠均能自行組裝、校驗(yàn)。
智能直讀式表計(jì)的產(chǎn)品質(zhì)量分別由電子部分的生產(chǎn)廠家和基表廠家來(lái)共同保證。因?yàn)橹弊x電子部分的工作與否與計(jì)量無(wú)關(guān)，一旦有問(wèn)題可以立即判明；表計(jì)本身的質(zhì)量只與其制造、工藝、校驗(yàn)過(guò)程有關(guān)，與電子部分無(wú)關(guān)。出現(xiàn)問(wèn)題很容易區(qū)分，不會(huì)出現(xiàn)扯皮現(xiàn)象。脈沖技術(shù)的系統(tǒng)往往出現(xiàn)問(wèn)題后很難界定是表計(jì)的問(wèn)題還是系統(tǒng)的問(wèn)題。
對(duì)于直讀式表計(jì)采言，采集精度和傳輸精度的問(wèn)題比較簡(jiǎn)單。直讀式表計(jì)采集的精度只與用戶要求的讀數(shù)最小單位有關(guān)。日常用氣的結(jié)算m3為最小單位。所以根據(jù)行業(yè)抄表的規(guī)律我們?cè)O(shè)計(jì)直讀式表計(jì)的讀表最低位為m3。對(duì)于傳輸來(lái)講，沒(méi)有傳輸精度的概念。因?yàn)橹弊x表計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)是由通訊協(xié)議保障的數(shù)字信號(hào)，一旦傳輸過(guò)程中有干擾出現(xiàn)錯(cuò)誤，通訊規(guī)約的校驗(yàn)機(jī)制會(huì)自動(dòng)處理判定為誤碼，不進(jìn)行處理，并報(bào)告需要重新通訊。這樣保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性。
脈沖信號(hào)在傳輸過(guò)程中是電子平信號(hào)，電平信號(hào)是模擬量，沒(méi)有方法能完全保證該信號(hào)在傳輸過(guò)程牛的可靠性和正確性(干擾也是脈沖信號(hào))。
6 智能直讀表計(jì)安裝和使用的便捷性分析
智能直讀式表計(jì)的外觀與原表計(jì)一樣，僅多了一根2芯線。其安裝方式和普通表完全一致。不需要特殊、專用工具和專業(yè)人員。
2芯線與遠(yuǎn)傳信號(hào)線的連接不分極性和順序，只要不短路即可。所以施工較為簡(jiǎn)單。
在施工材料方面，直讀式抄表系統(tǒng)中對(duì)線纜的要求較低，只要RVV2×O．5／0．75的普通兩芯電纜就可以。由于是總線連接方式，連接處不需要特殊的接線盒，只要普通的86接線盒就可以。這樣的施工，其工程定額比脈沖方式抄表系統(tǒng)少許多，而且材料會(huì)節(jié)省一半以上。在人力、物力節(jié)省的同時(shí)，施工管理成本也大大減少。
在表計(jì)的使用方面：首先，用戶讀表時(shí)沒(méi)有任何障礙，因?yàn)橹弊x裝置安裝在表內(nèi)，比脈沖表外置傳感器的方案優(yōu)越。其次，用戶可以自行與抄表中心核對(duì)數(shù)據(jù)。避免數(shù)據(jù)誤差給用戶帶來(lái)不滿。第三，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和校驗(yàn)表計(jì)時(shí)，只須手持器連接到2芯線上就能直接讀出表數(shù)。
對(duì)于物業(yè)管理而言，表計(jì)的運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單。一旦表計(jì)遠(yuǎn)抄不出數(shù)據(jù)，可判斷該表斷線或故障，如檢查連線正常則判定直讀裝置故障。若遠(yuǎn)程抄表正常而數(shù)據(jù)變化緩慢或不變化，可懷疑是否表計(jì)量故障。以上故障判別簡(jiǎn)單，可由計(jì)算機(jī)輔助判別，幫助維護(hù)人員盡快查明故障。對(duì)于故障表計(jì)處理只需換表。更換下來(lái)的故障表計(jì)可以退回表計(jì)生產(chǎn)廠家，由廠家維修處理。
由于直讀式抄表系統(tǒng)與直讀式表計(jì)的故障界限分明，不會(huì)出現(xiàn)相互推委的扯皮現(xiàn)象。對(duì)該系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行和維護(hù)提供了技術(shù)上的保障。
